星地激光通信有望打破速率瓶颈

在2024年9月,中国科学院空天信息创新研究院(空天院)塔县激光地面站开始承担业务化运行任务,这是国内首个开展这项工作的地面站。到了2025年1月,这个站与发射于2024年9月的中科卫星AIRSAT-02成功完成了一次60Gbps的星地激光通信实验。此次实验借助塔县地面站自主研制的500毫米口径系统,利用在轨软件重构技术,把AIRSAT-02卫星载荷的能力从60Gbps提升到了120Gbps。 中国科学院空天院高级工程师李亚林在谈到这次突破时提到,受卫星平台微振动和大气湍流等因素的干扰,高频实时校正精度、超高速信号处理能力以及非稳态大气信道传输等难题长期制约着这项技术的应用。他形象地比喻说,以前的10Gbps传输就像在湍急河流上架设单车道桥梁,而现在的120Gbps传输则是在建设多车道高速大桥,工程难度成了几何级增长。 项目团队经过多轮技术攻关与验证,解决了这些难题,最终让链路变得稳定且可靠。实验结果显示,星地之间能在一秒内完成建链,成功率高达93%,最大的连续通信时长达到108秒。这次实验还获得了12.656Tb的海量数据,其中包括高质量的SAR遥感影像。 截至2023年,中国科学院空天院团队已经先后实现了10Gbps和60Gbps的传输速率。这次在1月30日公布的120Gbps速率不仅刷新了纪录,还攻克了超高速链路难以快速建立并长时间稳定维持的问题。作为衔接天基信息网络和地面光纤网络的骨干枢纽,星地激光通信有望彻底打破速率瓶颈。 中国科学院空天院所属中国遥感卫星地面站主任黄鹏表示,虽然微波通信技术成熟且环境适应性强,但面对海量数据回传需求,频谱资源的限制日益明显。因此,发展星地激光通信是突破当前瓶颈的必然选择。随着地面站网布局的完善和技术指标的升级,未来它将助力构建天地一体化的空间信息网络体系。